3 基本规定
3.0.1 铀转化设施设计应预防其单一及复合的安全危险。当铀的同位素235U丰度在1%以上时，应预防物料的核临界危险。
铀转化生产的工艺过程属于化工及冶金生产工艺过程，但由于其物料具有放射性、可裂变性和较高的化学毒性，因而铀转化设施较一般的化工及冶金设施在安全上应有更高的要求。在铀转化设施设计中，实施这些要求又与铀转化生产的原料、产品、生产规模及生产工艺的选取有密切的关系。
铀的同位素（238U、235U）为天然α衰变放射性核素，是铀物料放射性的主要来源，其放射性危险是内照射，一般不考虑外照射。但当其衰变产物钍及其子体在某些情况下积聚时，以及在堆后铀物料中还会含有微量的裂变放射性核素，这就要考虑产生外照射的危险。
铀的同位素235U为易裂变核素，当其丰度在1%以上时，按国际原子能机构（IAEA）的《转化和浓缩设施的安全》DS 344要求，应考虑物料的核临界危险。
铀的化学毒性大于放射性毒性，这也要与其他危险同时考虑。
鉴于铀转化生产工艺涉及面广、生产流程差异较大、原料和产品的种类较多，故在此将国内外铀转化生产现行生产工序的原料、产品和主要生产工艺概况汇列如下，供设计人员参考。
（1）铀矿浓缩物的萃取纯化及铀氧化物生产。
1）原料：铀矿浓缩物（黄饼或八氧化三铀）。
2）产品：核纯UO3、UO2或U3O8（供进一步转化加工）。
3）生产工艺：
①工艺一。
铀矿浓缩物→硝酸溶解→TBP萃取→稀硝酸反萃取→硝酸铀酰溶液氨水沉淀→ADU过滤→ADU干燥、煅烧→核纯UO3或 U3O8产品。
②工艺二。
铀矿浓缩物→硝酸溶解→TBP萃取→稀硝酸反萃取→硝酸铀酰脱硝→核纯UO3产品。
③工艺三。
铀矿浓缩物→硝酸溶解→TBP萃取→稀硝酸反萃取→硝酸铀酰溶液氨水沉淀→ADU结晶转化→AUC过滤、洗涤→AUC热分解还原→核纯UO2产品。
④工艺四。
铀矿浓缩物→硝酸溶解→TBP萃取→碳酸铵结晶反萃取→AUC过滤、洗涤→AUC热分解还原→核纯UO2产品。
（2）天然UF4生产。
1）原料：核纯UO3或UO2。
2）产品：核纯UF4（供金属铀及UF6生产）。
3）生产工艺：
①湿法工艺一。
核纯UO3→流化床氢还原→湿法氢氟化→UF4干燥→UF4煅烧→UF4产品（供UF6生产）。
②湿法工艺二（络合物法）。
核纯UO2→补充氢还原→造浆→络合溶解→氢氟化沉淀→UF4过滤、洗涤→干燥→煅烧→UF4产品（供金属铀及UF6生产）。
③湿法工艺三（动燃法）。
铀矿石→硫酸浸出→溶剂萃取→盐酸反萃取→UO2Cl2电解还原→UCl4氢氟化沉淀→UF4过滤、干燥、脱水→产品UF4（供UF6生产）。
④干法工艺一。
核纯UO2→AHF氢氟化（流化床、回转炉或搅拌床）→产品UF4（供UF6生产）。
⑤干法工艺二。
核纯UO3→氨还原及无水HF氢氟化（LC炉）→产品UF4（供UF6生产）。
（3）天然金属铀生产。
1）原料：核纯天然UF4。
2）产品：核纯天然金属铀锭（供生产堆元件制造）。
3）生产工艺：
①钙还原法。
核纯UF4→加精钙屑混料→装炉（竖炉）→还原→卸锭→清洗、称重→产品金属铀。
②镁还原法。
核纯UF4→加镁屑混料→装料震实（反应弹）→还原→冷却取锭→产品金属铀。
（4）天然UF6生产。
1）原料：精制UF4或铀矿浓缩物。
2）产品：同位素分离品级天然UF6（供铀同位素分离）。
3）生产工艺：
①精制UF4氟化。
精制UF4→氟气氟化（火焰炉、流化床、搅拌床或立式氟化反应器）→UF6凝华收集→UF6液化取样→装瓶→产品UF6。
②精馏纯化工艺一（全干法）。
铀矿浓缩物（U3O8）→氨还原（流化床）→无水HF氢氟化（流化床）→氟气氟化（流化床）→UF6凝华收集→UF6精馏纯化→液体UF6取样分析→装瓶→产品UF6。
③精馏纯化工艺二。
铀矿浓缩物（黄饼）→硫酸溶解、过滤→氨水沉淀→ADU过滤、干燥、煅烧→UO3还原及氢氟化（LC炉）→氟气氟化（火焰炉）→UF6凝华收集→UF6精馏纯化→液体UF6取样分析→装瓶→产品UF6。
（5）天然陶瓷级UO2生产。
1）原料：铀矿浓缩物（U3O8）。
2）产品：核纯陶瓷级天然UO2（供重水堆元件制造）。
3）生产工艺：
①AUC流程。
U3O8→硝酸溶解→TBP萃取→硝酸反萃取→（CO2＋NH3）沉淀→AUC过滤、脱水→AUC分解还原→UO2粉末稳定化处理→产品UO2。
②铀酸铵流程。
U3O8→硝酸溶解→TBP萃取→硝酸反萃取→硝酸铀酰脱硝→UO3制浆→复分解→氨水沉淀为铀酸铵→过滤、干燥→热解还原→产品UO2。
（6）低浓缩度陶瓷级UO2生产。
1）原料：低浓缩度UF6。
2）产品：低浓缩度陶瓷级UO2（供轻水动力堆元件制造）。
3）生产工艺：
①ADU法流程。
低浓缩度UF6→汽化水解→氨水沉淀→ADU过滤、干燥→ADU热解还原→UO2钝化→陶瓷级UO2产品。
②AUC法流程。
低浓缩度UF6→沉淀、反应→AUC结晶生成→AUC过滤、洗涤→AUC热解还原→UO2稳定化→陶瓷级UO2产品。
③干法IDR流程。
低浓缩度UF6→水蒸汽水解→氟化铀酰粉末生成→水蒸汽及氢气脱氟还原→UO2产品。
（7）高浓缩度金属铀生产。
1）原料：高浓缩度UF6。
2）产品：高浓缩度金属铀（供核武器及研究堆元件制造）。
3）生产工艺：
高浓缩度UF6→汽化装料→四氯化碳批料还原→UF4卸料、干燥→UF4与精制钙屑配料→压团、装料→还原熔炼（反应弹）→卸料→称重、取样、包装→高浓缩度金属铀锭产品。
（8）贫化UF6的转化。
1）原料：贫化UF6。
2）产品：贫化UF4、贫化金属铀或贫化U3O8。
3）生产工艺：
①生产贫化UF4。
贫化UF6→汽化供料→催化氢还原→UF4破碎、装桶→贫化UF4产品（供生产贫化金属铀及长期安全贮存或开发新的工业用途）。
②生产贫化金属铀。
生产工艺同天然金属铀生产（产品供武器制造或开发新的工业用途）。
③生产贫化U3O8。
贫化UF6→水蒸汽水解→氟化铀酰水蒸汽脱氟→贫化U3O8增密、装桶→贫化U3O8产品（供长期安全贮存或永久处置）。
（9）生产堆后处理回收铀的再转化。
生产堆后处理回收铀再转化为UF6的工艺与堆前铀转化工艺相同，仅由于其235U丰度和放射性活度与堆前物料不同，针对具体物料的特性应采取相应的安全防护措施。
（10）氟气生产。
1）原料：萤石（氟化钙）或无水氟化氢。
2）产品：氟气。
3）生产工艺：
萤石（氟化钙）→硫酸反应产出HF→精馏→无水氟化氢（可供UF4生产）→电解（中温或高温制氟电解槽）→氟气产品（供UF6生产）。
3.0.2 铀转化设施安全功能设计的目标应包括下列内容：
1 预防核临界事故；
2 限制内照射和化学危险性；
3 外照射防护。
铀转化生产的主要危害来自：
（1）有放射性及有毒化学物质的释放，尤其是UF6和HF；
（2）核临界事故，只在235U丰度高于1%的操作场所；
（3）外照射，主要来自含有钍及其子体的氟化渣，新近倒空的贮运容器以及后处理再利用的铀物料等。
据此提出铀转化设施安全功能设计目标。
3.0.3 铀转化设施放射性工作场所的分区分级、环境保护要求及核材料和核设施实物保护的等级，应根据铀转化生产的操作物料、生产技术和生产规模确定。
铀转化生产的操作物料为铀的化合物及单质，其化学形态种类较多，同位素成分又各有差异，生产工艺流程和设备选择也多种多样，生产规模也有大有小，因而，在铀转化工厂的具体设计中宜区别对待。
3.0.4 在无厚层屏蔽情况下操作易裂变材料的铀转化设施，应采取严格的核临界安全措施。
本规范为做到既确保铀转化设施的安全运行，保护工作人员、公众和环境不受辐射危害，又可保持核行业的可持续发展，有利于节能减排和合理利用资源，根据我国铀转化生产的长期运行经验，参照国外铀转化设施的有关安全规定和运行及事故资料，提出铀转化生产中的最大可信事故作为铀转化设施的设计基准事故。设计基准事故是设计中应采取针对性措施的最严重事故，它们表示的是极限设计条件，铀转化设施应能经受这种事故而不产生超出确定限值的后果。
（1）为了进行安全分析及环境影响评价，对万一发生的核临界事故进行剂量估算时，假定事故的活性区内（溶液系统）一次瞬间（0.5s～1.0s）裂变数为1018次，在事故后8h内裂变总数为1019次。
（2）设计基准UF6泄漏事故系指一次事故导致泄漏释放到环境的天然UF6及贫化UF6量为40kg，5%丰度UF6量为30kg。
（3）设计基准火灾事故系指在安全重要建筑物防火边界（指结构承重构件）范围内发生连续时间为1.5h的火灾。
（4）设计基准爆炸事故系指可燃气体或可燃液体的蒸汽和空气混合物的爆炸，其最大爆炸压力为0.74MPa。
3.0.5 六氟化铀生产设施的设计，应根据可能发生的UF6泄漏事故，采取相应防范措施。
本规范为做到既确保铀转化设施的安全运行，保护工作人员、公众和环境不受辐射危害，又可保持核行业的可持续发展，有利于节能减排和合理利用资源，根据我国铀转化生产的长期运行经验，参照国外铀转化设施的有关安全规定和运行及事故资料，提出铀转化生产中的最大可信事故作为铀转化设施的设计基准事故。设计基准事故是设计中应采取针对性措施的最严重事故，它们表示的是极限设计条件，铀转化设施应能经受这种事故而不产生超出确定限值的后果。
（1）为了进行安全分析及环境影响评价，对万一发生的核临界事故进行剂量估算时，假定事故的活性区内（溶液系统）一次瞬间（0.5s～1.0s）裂变数为1018次，在事故后8h内裂变总数为1019次。
（2）设计基准UF6泄漏事故系指一次事故导致泄漏释放到环境的天然UF6及贫化UF6量为40kg，5%丰度UF6量为30kg。
（3）设计基准火灾事故系指在安全重要建筑物防火边界（指结构承重构件）范围内发生连续时间为1.5h的火灾。
（4）设计基准爆炸事故系指可燃气体或可燃液体的蒸汽和空气混合物的爆炸，其最大爆炸压力为0.74MPa。
3.0.6 铀转化生产厂房的火灾危险性类别应按照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定确定，采取相应防范措施。
本规范为做到既确保铀转化设施的安全运行，保护工作人员、公众和环境不受辐射危害，又可保持核行业的可持续发展，有利于节能减排和合理利用资源，根据我国铀转化生产的长期运行经验，参照国外铀转化设施的有关安全规定和运行及事故资料，提出铀转化生产中的最大可信事故作为铀转化设施的设计基准事故。设计基准事故是设计中应采取针对性措施的最严重事故，它们表示的是极限设计条件，铀转化设施应能经受这种事故而不产生超出确定限值的后果。
（1）为了进行安全分析及环境影响评价，对万一发生的核临界事故进行剂量估算时，假定事故的活性区内（溶液系统）一次瞬间（0.5s～1.0s）裂变数为1018次，在事故后8h内裂变总数为1019次。
（2）设计基准UF6泄漏事故系指一次事故导致泄漏释放到环境的天然UF6及贫化UF6量为40kg，5%丰度UF6量为30kg。
（3）设计基准火灾事故系指在安全重要建筑物防火边界（指结构承重构件）范围内发生连续时间为1.5h的火灾。
（4）设计基准爆炸事故系指可燃气体或可燃液体的蒸汽和空气混合物的爆炸，其最大爆炸压力为0.74MPa。
3.0.7 有爆炸危险的建筑物设计应采用泄压为主的方法。
本规范为做到既确保铀转化设施的安全运行，保护工作人员、公众和环境不受辐射危害，又可保持核行业的可持续发展，有利于节能减排和合理利用资源，根据我国铀转化生产的长期运行经验，参照国外铀转化设施的有关安全规定和运行及事故资料，提出铀转化生产中的最大可信事故作为铀转化设施的设计基准事故。设计基准事故是设计中应采取针对性措施的最严重事故，它们表示的是极限设计条件，铀转化设施应能经受这种事故而不产生超出确定限值的后果。
（1）为了进行安全分析及环境影响评价，对万一发生的核临界事故进行剂量估算时，假定事故的活性区内（溶液系统）一次瞬间（0.5s～1.0s）裂变数为1018次，在事故后8h内裂变总数为1019次。
（2）设计基准UF6泄漏事故系指一次事故导致泄漏释放到环境的天然UF6及贫化UF6量为40kg，5%丰度UF6量为30kg。
（3）设计基准火灾事故系指在安全重要建筑物防火边界（指结构承重构件）范围内发生连续时间为1.5h的火灾。
（4）设计基准爆炸事故系指可燃气体或可燃液体的蒸汽和空气混合物的爆炸，其最大爆炸压力为0.74MPa。
3.0.8 铀转化设施的设计基准地震烈度应按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定，按批准的地震安全性评价结果确定。最低设计基本地震加速度值不得低于0.1g。
铀转化设施的设计基本地震加速度值不得低于0.1g是按照国际原子能机构（IAEA）的《转化和浓缩设施的安全》DS 344的要求制定的。